Forskere studerer neutronspredning for at undersøge magnetiske materialer

Fysikere fra University of Luxembourg og deres forskningspartnere har for første gang demonstreret i en omfattende undersøgelse, hvordan magnetiske materialer kan undersøges ved hjælp af neutronspredningsteknikker. Forskerne har offentliggjort deres indsigt i Anmeldelser af moderne fysik , tidsskrift for American Physical Society.

De fleste elektroniske enheder indeholder magnetiske materialer. At forstå, hvorfor magnetiske materialer har visse egenskaber, er afgørende for at forfine disse teknologier. "Den mesoskopiske længdeskala, som er regimet mellem et nanometer og et mikrometer, bestemmer egenskaberne for mange materialer. Elementer i mikrostruktur af et materiale, såsom korngrænserne mellem krystalkorn, har stor indflydelse på det termiske, elektrisk, magnetiske og mekaniske egenskaber af et metal, "forklarer Andreas Michels, lektor i fysik og materialer ved University of Luxembourg og en af ​​hovedforfatterne til papiret.

Måske er den vigtigste metode til at undersøge processer på dette niveau neutronspredning. "Ved hjælp af neutronspredningsteknikker, du kan få et indvendigt kig på disse materialer, ligner at bruge en røntgenstråle på andre materialer, "forklarer Michels. For at opnå dette resultat, forskerne bombarderede først prøver af et materiale med en neutronstråle. Magnetisk interaktion med prøven får neutronerne til at blive afledt fra deres normale forløb. Denne spredning bestemmes gennem en detektor. Ved hjælp af teoretiske modeller, forskerne kan derefter drage konklusioner om materialernes mikrostruktur baseret på mønsteret af de spredte neutroner.

Anmeldelsespapiret, som blev produceret i samarbejde med forskere ved Münchens tekniske universitet, universitetet i Notre Dame, universitetet i Minnesota, Institut Laue-Langevin og Helmholtz-Zentrum Geesthacht, fokuserer på analyseteknikker. "For første gang, vi foretog en omfattende undersøgelse for at afgøre, hvilken bred klasse af materialer der kan forskes ved hjælp af neutronspredningsteknikker, ”siger Andreas Michels.” Blandt andet blev vi er interesserede i superledere, permanente magneter, legeringer med formhukommelse, ferrofluids-næsten hele spektret af magnetiske materialer fra specifikke anvendelser til grundforskning inden for solid-state fysik. "

Resultaterne af arbejdet kan bruges af fysikere og materialeforskere til at få et overblik over anvendelsesområdet for neutronspredningsteknologi, men også af ingeniører til at forudsige bæreevne, slitage, og materialernes kvaliteter under skiftende forhold.